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2024/6/20 16:04

東北大學(xué)吳志偉詳解工業(yè)PON“一網(wǎng)到底”:向下融合,向上賦能

C114通信網(wǎng)  九九

C114訊 6月20日消息(九九)隨著(zhù)工業(yè)4.0時(shí)代的到來(lái),智能制造變得日益重要。在這個(gè)背景下,工業(yè)PON(無(wú)源光網(wǎng)絡(luò ))傳輸技術(shù)作為一種創(chuàng )新的通信解決方案,正逐漸成為推動(dòng)智能制造發(fā)展的重要力量。

今天下午,由CIOE、C114與中國電信股份有限公司研究院共同合作主辦的“工業(yè)PON技術(shù)研討會(huì )”,作為2024中國高質(zhì)量發(fā)展論壇的第五場(chǎng)線(xiàn)上論壇順利舉行。東北大學(xué)副教授吳志偉在主旨報告中分析了現有工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò )的不足,介紹了“一網(wǎng)到底”的工業(yè)PON控制網(wǎng)絡(luò )解決方案,即利用工業(yè)PON作為工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò )連接架構,向下融合底層控制網(wǎng)絡(luò ),向上賦能智能控制。

工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò )需求和演進(jìn)

吳志偉介紹,典型的工業(yè)自動(dòng)化系統架構為金字塔結構,主要包括上層的企業(yè)資源計劃ERP,中間層的制造執行系統MES,以及下層由車(chē)間級監控、基礎回路控制和生產(chǎn)過(guò)程所組成的PCS。

而傳統工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò )主要采用“兩層三級”的網(wǎng)絡(luò )結構,其中,“兩層”是指IT網(wǎng)絡(luò )和OT網(wǎng)絡(luò ),“三級”是指工廠(chǎng)級、車(chē)間級和現場(chǎng)級。

吳志偉指出,當前的工業(yè)自動(dòng)化系統存在兩大問(wèn)題:一是對人的經(jīng)驗和知識依賴(lài)程度較高,無(wú)法實(shí)現生產(chǎn)全流程的優(yōu)化決策;二是PLC/DCS管控系統無(wú)法實(shí)現工業(yè)大數據驅動(dòng)的工業(yè)智能算法。

而工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò )的行業(yè)需求,一方面是面向智能化系統的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò )體系與解決方案,支撐傳統以PLC/DCS為核心的自動(dòng)控制系統向智能化控制系統的轉型,另一方面是實(shí)現控制網(wǎng)絡(luò )從“兩層三級”向“一網(wǎng)到底”的演變。

面向工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò )如何實(shí)現多協(xié)議下的工業(yè)大數據的互聯(lián)互通,工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò )如何支撐數據價(jià)值深入挖掘,工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò )如何實(shí)現異構工業(yè)大數據驅動(dòng)的閉環(huán)智能控制等挑戰,吳志偉提出“一網(wǎng)到底”的工業(yè)PON控制網(wǎng)絡(luò )解決方案。

基于PON的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò )解決方案

吳志偉介紹,基于工業(yè)PON的新型工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò )解決方案總體架構分為端、邊、云三個(gè)方面。其中,端側進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)程控制和工況感知;邊側是數據傳輸底座,基于工業(yè)PON構建算網(wǎng)融合系統;云側進(jìn)行工業(yè)大數據匯聚和智能決策控制。

吳志偉進(jìn)一步介紹,基于工業(yè)PON的新型工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò )設計思路是“一網(wǎng)到底”,首先是要實(shí)現工業(yè)大數據的互聯(lián)互通,將PON內化為工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò )連接架構;其次是網(wǎng)絡(luò )的確定性傳輸能力增強,PON向下融合底層控制網(wǎng)絡(luò );另外,實(shí)現網(wǎng)絡(luò )與控制一體化,PON向上賦能智能控制?刂乒δ艿脑O計思路是能夠實(shí)現運行工況智能感知、生產(chǎn)要素預測與回溯、高性能控制;以及人機互動(dòng)與協(xié)作的智能優(yōu)化決策、智能自主控制等。

其關(guān)鍵技術(shù)包括用于閉環(huán)控制的網(wǎng)絡(luò )傳輸技術(shù)和網(wǎng)絡(luò )連接架構,以及工業(yè)控制場(chǎng)景的適配能力。例如,具有確定性數據傳輸功能的網(wǎng)絡(luò )技術(shù),保證在設計者確定的采樣周期內完成智能

建模與智能優(yōu)化決策算法所涉及的數據采集、傳輸與處理;PON面向工業(yè)以太網(wǎng)、現場(chǎng)總線(xiàn)的承載技術(shù),實(shí)現與現有工業(yè)網(wǎng)絡(luò )的兼容,F有工業(yè)PON架構基礎上的工業(yè)網(wǎng)絡(luò )系統統一連接架構模式;現場(chǎng)總線(xiàn)、工業(yè)以太網(wǎng)、工業(yè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )等多類(lèi)型網(wǎng)絡(luò )協(xié)議統一接入組網(wǎng)的協(xié)議棧、功能模塊、信息庫、程序和接口調用方法等。

吳志偉以基于工業(yè)PON的電熔鎂砂生產(chǎn)過(guò)程為例,有賴(lài)于該解決方案,電熔鎂砂產(chǎn)品的單噸能耗降低4%,產(chǎn)量提高5%,提高了企業(yè)的市場(chǎng)競爭力。未來(lái),隨著(zhù)技術(shù)的不斷成熟和創(chuàng )新,預計工業(yè)PON將更加強大,能夠更好地服務(wù)于智能制造領(lǐng)域,推動(dòng)工業(yè)自動(dòng)化和數字化轉型。

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